Un astrónomo de la UGR en la investigación que ha descubierto más de 40 estrellas en una galaxia a 6.500 millones de años luz

Daniel Espada ha contribuido como miembro del equipo del proyecto MAGNIF, una colaboración internacional de JWST, diseñada para el estudio de galaxias muy distantes, y del que se han utilizado parte de los datos que se utilizan en esta investigación utilizando datos de James Webb Space Telescope (JWST). Además, Espada ha participado en la interpretación científica de los resultados y colaborado en la redacción del artículo.

Todas las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, están compuestas por decenas de miles de millones de estrellas. En galaxias cercanas, como la Vía Láctea y Andrómeda, los astrónomos pueden observar cada estrella individualmente debido a su proximidad. Sin embargo, en galaxias situadas a miles de millones de años luz, las estrellas no se pueden distinguir unas de otras y su luz debe viajar enormes distancias antes de llegar a nosotros. Observar estrellas individuales en estas galaxias distantes ha sido durante mucho tiempo un desafío para estudiar la formación galáctica en detalle.

Los avances recientes en astronomía han hecho esto posible gracias al uso de lentes gravitacionales, un efecto de ampliación natural causado por los intensos campos gravitatorios de objetos masivos. Como predijo la teoría de la relatividad de Albert Einstein, estas lentes gravitacionales pueden amplificar la luz de estrellas distantes por factores de cientos o incluso miles, haciéndolas detectables con instrumentos sensibles como el JWST. El primer descubrimiento de tales estrellas individuales en galaxias distantes ocurrió en 2018, lo cual dio lugar a sucesivas publicaciones posteriores. Sin embargo, estos hallazgos generalmente se limitaban a una o dos estrellas por galaxia. Para estudiar las poblaciones estelares de una manera estadísticamente significativa se necesitan muchas más observaciones.

El equipo de investigación se centró en una galaxia detrás de un cúmulo llamado Abell 370. Esta galaxia, apodada Arco del Dragón, es una enorme galaxia espiral alargada debido al fuerte efecto de lente gravitacional de Abell 370. En diciembre de 2022 y 2023, el JWST capturó dos imágenes del Arco del Dragón. En esas imágenes, los astrónomos descubrieron 44 estrellas individuales cuya luminosidad cambió en el tiempo debido a variaciones en el efecto de lente gravitacional. Este descubrimiento demuestra, por primera vez, que es posible estudiar grandes cantidades de estrellas individuales en una galaxia distante.

El equipo analizó cuidadosamente los colores de cada estrella y encontró que muchas son supergigantes rojas, similares a Betelgeuse, en las etapas finales de su ciclo de vida. Esto contrasta con descubrimientos anteriores, que identificaron principalmente supergigantes azules, como Rigel y Deneb. Esta diferencia en los tipos estelares destaca el poder único de las observaciones del JWST en longitudes de onda infrarrojas, que permiten detectar estrellas a temperaturas más bajas.

Observaciones futuras del JWST de Abell 370 podrían captar más estrellas magnificadas en el Arco del Dragón. El equipo planea observar el Arco del Dragón en más longitudes de ondas para identificar más estrellas e investigar sus propiedades con un nivel de detalle mayor. Esto daría lugar a un estudio más detallado de cientos de estrellas en galaxias distantes. Además, observar estrellas individuales proporciona información sobre la estructura de las lentes gravitacionales e incluso podría arrojar luz sobre la esquiva naturaleza de la materia oscura. El equipo está actualmente analizando los hallazgos para prepararse para estas aplicaciones futuras tan prometedoras.